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杂谈

作者 / 李祖豪  中国科学院高能物理研究所研究员、高能所AMS实验物理分析协调人

仰望星空,我们所能看到的世界基本都是由正物质构成的,它们形成了你我,形成了生命。然而,宇宙中也存在着正物质的对立——反物质。

自然界纷呈多样的宏观物体还原到微观本源,都是由原子核(包括质子和中子)和电子所构成的。通常,原子核带正电,电子带负电。反物质则是正常物质的镜像,它们拥有带正电荷的电子和带负电荷的原子核。正物质和反物质相遇后,会瞬间湮灭成为能量,能量释放率要远高于氢弹爆炸,这巨大的能量被认为是未来最理想的能源之一。

上世纪二三十年代,英国物理学家狄拉克基于量子力学和相对论首次提出反物质概念。1932年,美国物理学家安德森发现“反电子”并命名为正电子,因此获得1936年诺贝尔物理学奖。其实,此前中国物理学家赵忠尧已经观察到了“反电子”迹象,只是当时没有意识到这就是反粒子。此后,人们开始利用粒子加速器人工制造并研究反粒子,1955年制造出反质子,后来又陆续制造出反中子、反氘核甚至反氦四。1995年

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杂谈

​中国科学院日前启动了增强型X射线时变与偏振(eXTP)空间天文台背景型号项目。作为硬X射线调制望远镜卫星“慧眼”的继任者, eXTP预计有望在2025年前后发射,并成为2025—2035年间该领域国际领先的旗舰级X射线空间天文台。

黑洞、中子星和真空是寻求物理学新突破的重要前沿。eXTP的主要科学目标可以概括为“一奇二星三极端”,即基于对一奇(黑洞)和二星(中子星和夸克星)的观测,致力于研究极端引力条件下的广义相对论、极端磁场条件下的量子电动力学和极端密度条件下的量子色动力学等理论,为最终回答“黑洞附近会发生什么,真空量子涨落产生什么,中子星内部是什么物质状态”等重大科学问题作出贡献。

2017年6月15日,我国成功发射首颗硬X射线调制望远镜卫星“慧眼”。在轨测试期间,“慧眼”已开展多个天区的扫描成像观测和对特定天体的定点观测,在黑洞及中子星双星观测方面取得初步成果。

由于集合了大面积聚焦望远镜阵列、大面积准直望远镜阵列和高灵敏度偏振望远镜,eXTP相比于之前的“慧眼”卫星,不但具有了全新的多参数同时观测能力,而且综合性能也将有一个数量级的提高。另外,eXTP在观测研究各类高能天体、探测伽马

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杂谈

​中微子、暗物质、γ射线……在探寻这些宇宙高能粒子方面,欧洲顶级物理学家们未来10年的愿望是什么?据《自然》杂志网站报道,近日,在官方正式宣布之前,一份由欧洲14个国家的投资机构制定的2017—2026年欧洲天体粒子物理发展十年路线图已开始在网络流传。这一路线图除鼓励向创新性提议开放资金,还将专注于扩建几个主要项目,欧洲物理学家期待在这些重大领域实现赶超。

展示天文粒子无边之美

作为天文学与粒子物理学的交叉学科,路线图制定委员会主席、意大利帕多瓦大学物理学家安东尼欧·马斯厄罗认为,天文粒子物理学是物理学最大领域(天文)与最小领域(基本粒子)的交叉结合,能向大众展示无边无际的美感。

20多年前,天体粒子物理学还是一片空白。但近些年,粒子物理学领域出现一些重大发现,这些成果不再是由传统粒子碰撞产生的,而是完全借助于太空探测器。比如探测到宇宙中微子,发现宇宙X射线,用大型观测设备发现中微子振荡现象,美国激光干涉仪引力波天文台(LIGO)发现引力波等。所有这些成果的共同点就是,利用大型仪器,在最浩瀚的宇宙搜寻基本粒子,进而揭示宇宙的更多奥秘。

2016年,欧洲天文粒子物理学

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杂谈

       1911年,卢瑟福通过著名的α散射实验发现原子内部有一个小小的核心——被称为原子核,原子核拥有原子的绝大部分质量,并携带正电荷。但当时人们对原子核的内部构造还一无所知,探索原子核的内部结构成为物理学研究的热门课题。

  只是,原子核如此神秘,很多实验都无法取得进展,如同有扇大门紧闭,阻挡着人们进入原子核内部去探秘。直到20世纪30年代,一种新的粒子——中子被发现了,这才敲开了这扇神秘之门,原来原子核是由中子与质子组成的。

  中子的发现不仅是原子核内部结构研究的一个重要里程碑,也为后来人类能够利用核能打下了极为重要的基础,也可以说:“中子”敲开了人类进入核能时代的大门。

  对了,最近刷了屏的“中国散裂中子源首次打靶成功”新闻报道中,“散裂中子源”的那个“中子”,正是敲开原子核秘密之门的“中子”。

       卢瑟福的预言

  第一次世界大战的爆发使许多科学研究被迫中断,直至1918年11月战争结束,科学家们才陆续回到自己的实验室。

  1919年,卢瑟福(Ernest Rutherford)应邀担任英国剑桥大学卡文迪什实验

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(2017-12-18 21:44)
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杂谈

​       长期而过量的电磁辐射会对人体生殖、神经和免疫等系统造成伤害,是皮肤病、心血管疾病、糖尿病、癌突变的主要诱因。

  大多数人对于辐射的恐惧,源于对它缺乏真正的了解,想当然地认为凡是辐射就必定有害于身体,造成许多不必要的恐慌和烦恼。

  国家安全辐射标准。

  1、公众照射,在一天24小时内,环境电磁辐射的场量参数在任意连续6分钟内的平均值应满足功率密度<0. 4 W/m2 (频率为30~3000MHz)。

  2、职业照射,在一天8小时工作时间内,电磁辐射功率密度的平均值(连续6分钟) 应<2W/m2 (频率为30~3000MHz)。

  3、对电磁辐射源豁免的要求为:输出功率等于或小于15W的移动无线通信设备,频率为3-300000MHz时,电磁辐射体的等效辐射功率小于100W。

  那么,究竟哪些常用家电的辐射大?

  它们该如何安全地使用?

  以下是电器辐射分类。

  1、超低频家电(额定50赫兹)

  对应产品

  电动剃须刀、吸尘器、洗衣机、电熨斗、咖啡机、加湿器、电吹风、空调、电饭煲、电磁炉、搅拌器、电热毯、日光灯、电冰箱等。

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杂谈

       超新星爆发是非常壮观的,亮度可以一下子提高100亿倍,是现在已知恒星世界中最激烈的爆发现象。

  天体物理学家一般认为,超新星是恒星演化的一个十分关键的阶段。对于质量比太阳大3.5倍以上的恒星,在其演化的晚期,核心部分的核能源用尽之后,会发生星体核心的大坍缩,并由此引起一种核反应而导致星球的大爆炸。超新星并非“超级新生的星”,而是恒星死亡之前的一次“杰出表演”。一般的新星一次爆发后,有可能再次爆发,而超新星基本上是把整个星体都爆炸掉了。

  通过观测超新星各种波长的辐射,我们知道,超新星爆发时向空间释放大量能量,光度突然增加几千万倍;同时抛射出大量粒子,其中最快的中微子的运动速度与光速相等。根据爱因斯坦相对论原理,在此过程中还会辐射出引力波,也以光速运动。记录、研究以上这些天体物理现象,对于全面研究天体的结构和演化规律,具有非常重要的意义。研究超新星的气体膨胀壳,并将其结果与亮度和温度的数据结合,天文学家就能够测量出超新星的距离,乃至我们宇宙的大小。

  许多超新星显然由于银河系范围内气体云挡住人们的视线而看不见。超新星爆发如同光辉的

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杂谈

​中微子、暗物质、γ射线……在探寻这些宇宙高能粒子方面,欧洲顶级物理学家们未来10年的愿望是什么?据《自然》杂志网站报道,近日,在官方正式宣布之前,一份由欧洲14个国家的投资机构制定的2017—2026年欧洲天体粒子物理发展十年路线图已开始在网络流传。这一路线图除鼓励向创新性提议开放资金,还将专注于扩建几个主要项目,欧洲物理学家期待在这些重大领域实现赶超。

展示天文粒子无边之美

作为天文学与粒子物理学的交叉学科,路线图制定委员会主席、意大利帕多瓦大学物理学家安东尼欧·马斯厄罗认为,天文粒子物理学是物理学最大领域(天文)与最小领域(基本粒子)的交叉结合,能向大众展示无边无际的美感。

20多年前,天体粒子物理学还是一片空白。但近些年,粒子物理学领域出现一些重大发现,这些成果不再是由传统粒子碰撞产生的,而是完全借助于太空探测器。比如探测到宇宙中微子,发现宇宙X射线,用大型观测设备发现中微子振荡现象,美国激光干涉仪引力波天文台(LIGO)发现引力波等。所有这些成果的共同点就是,利用大型仪器,在最浩瀚的宇宙搜寻基本粒子,进而揭示宇宙的更多奥秘。

2016年,欧洲天文粒子物理学

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杂谈

       超新星爆发是非常壮观的,亮度可以一下子提高100亿倍,是现在已知恒星世界中最激烈的爆发现象。

  天体物理学家一般认为,超新星是恒星演化的一个十分关键的阶段。对于质量比太阳大3.5倍以上的恒星,在其演化的晚期,核心部分的核能源用尽之后,会发生星体核心的大坍缩,并由此引起一种核反应而导致星球的大爆炸。超新星并非“超级新生的星”,而是恒星死亡之前的一次“杰出表演”。一般的新星一次爆发后,有可能再次爆发,而超新星基本上是把整个星体都爆炸掉了。

  通过观测超新星各种波长的辐射,我们知道,超新星爆发时向空间释放大量能量,光度突然增加几千万倍;同时抛射出大量粒子,其中最快的中微子的运动速度与光速相等。根据爱因斯坦相对论原理,在此过程中还会辐射出引力波,也以光速运动。记录、研究以上这些天体物理现象,对于全面研究天体的结构和演化规律,具有非常重要的意义。研究超新星的气体膨胀壳,并将其结果与亮度和温度的数据结合,天文学家就能够测量出超新星的距离,乃至我们宇宙的大小。

  许多超新星显然由于银河系范围内气体云挡住人们的视线而看不见。超新星爆发如同光辉的

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(2017-09-23 00:45)
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杂谈

​       长期而过量的电磁辐射会对人体生殖、神经和免疫等系统造成伤害,是皮肤病、心血管疾病、糖尿病、癌突变的主要诱因。

  大多数人对于辐射的恐惧,源于对它缺乏真正的了解,想当然地认为凡是辐射就必定有害于身体,造成许多不必要的恐慌和烦恼。

  国家安全辐射标准。

  1、公众照射,在一天24小时内,环境电磁辐射的场量参数在任意连续6分钟内的平均值应满足功率密度<0. 4 W/m2 (频率为30~3000MHz)。

  2、职业照射,在一天8小时工作时间内,电磁辐射功率密度的平均值(连续6分钟) 应<2W/m2 (频率为30~3000MHz)。

  3、对电磁辐射源豁免的要求为:输出功率等于或小于15W的移动无线通信设备,频率为3-300000MHz时,电磁辐射体的等效辐射功率小于100W。

  那么,究竟哪些常用家电的辐射大?

  它们该如何安全地使用?

  以下是电器辐射分类。

  1、超低频家电(额定50赫兹)

  对应产品

  电动剃须刀、吸尘器、洗衣机、电熨斗、咖啡机、加湿器、电吹风、空调、电饭煲、电磁炉、搅拌器、电热毯、日光灯、电冰箱等。

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(2017-09-21 16:41)
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杂谈

       很小很小的时候

  我们就知道

  我们生活中的各种物质

  包括我们自己

  都是由原子、分子和离子构成的

  原子非常非常的小

  小到我们的肉眼根本无法分辨

  一根头发丝的直径

  差不多相当于50万个碳原子排在一起

​  如果一个原子能有弹珠一般的大小

  那么你的拳头就和地球差不多大

​  这样的类比也许依然不是很直观?

  没关系!我们再举一个例子

  现在看看你的小拇指

  假设你的小拇指指尖

  和你现在所处的的房间一样大

  然后我们将这个房间填满大米

​  在这之中

  每一粒米的大小

  就相

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